(57)【要約】【課題】ＧａＡｓ基板、特に長辺が１００ｍｍ以上のＧａＡｓ基板に、基板保護層、フッ素系エッチング液で選択エッチング可能な中間層を介して高効率多接合型化合物太陽電池をエピタキシャル成長させる場合に、基板保護層の格子定数を調整してＡｌＡｓ中間層の格子とのズレを補完することで、太陽電池特性を向上することができる化合物半導体素子エピタキシャル成長基板を提供する。【解決手段】ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長によって化合物半導体素子層が形成された化合物半導体素子エピタキシャル成長基板であって、ＧａＡｓ基板と化合物半導体素子層との間に、ＧａＡｓ基板と異なる材料で形成され、格子定数が５．６３４３Å以上５．６６１０Å以下である基板保護層と、ＧａＡｓ基板と化合物半導体素子層とを分離するためのＡｌＡｓ中間層とがこの順で形成されている、化合物半導体素子エピタキシャル成長基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長によって化合物半導体素子層が形成された化合物半導体素子エピタキシャル成長基板であって、
ＧａＡｓ基板と化合物半導体素子層との間に、ＧａＡｓ基板と異なる材料で形成され、格子定数が５．６３４３Å以上５．６６１０Å以下である基板保護層と、ＧａＡｓ基板と化合物半導体素子層とを分離するためのＡｌＡｓ中間層とがこの順で形成されている、化合物半導体素子エピタキシャル成長基板。
【請求項２】
前記ＧａＡｓ基板の長辺が１００ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板。
【請求項３】
前記基板保護層の厚みが前記ＡｌＡｓ中間層の厚み以上であり、前記基板保護層の格子定数は前記ＡｌＡｓ中間層の格子定数と同じである、請求項１または２に記載の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板。
【請求項４】
前記基板保護層の厚みが前記ＡｌＡｓ中間層の厚み未満であり、前記基板保護層の格子定数は前記ＡｌＡｓ中間層の格子定数より大きい、請求項１または２に記載の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャル成長によって低コストで製造できる化合物半導体素子エピタキシャル成長基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池のようにエピタキシャルさせた化合物半導体素子層を大面積で大量に必要とする場合、材料コストや化合物半導体素子層の作製時間が可能な限り小さいことが要求される。このうち、材料コストにおいては、半導体基板のコストの割合が大きいので、化合物半導体素子層を形成した後に半導体基板を薄くしたり、化合物半導体素子層から半導体基板を剥離して再利用するなどの手法により、材料コストを低減させるような開発が行われている。その中で、最もコスト低減に繋がる方法は半導体基板を化合物半導体素子層から剥離して再利用する方法である。
【０００３】
エピタキシャル成長用の半導体基板と、エピタキシャル成長させた化合物半導体素子層を分離した後、半導体基板を再度使用する技術として、従来、たとえば、半導体基板の表面にポーラス形状を形成し、その後、化合物半導体素子層をエピタキシャル成長させ、ポーラス形状を形成した部分（中間層）に存在する多数の空孔を切り取り面にした、半導体基板と化合物半導体素子層を機械的に分離する方法が知られている。しかし、この方法では、半導体基板の表面にポーラス形状が残るため、表面加工による平坦化や清浄化が必要となる。
【０００４】
また、半導体基板の表面より極浅い部分にイオン注入によって原子変位層を形成し、その後、化合物半導体素子層をエピタキシャル成長させ、原子変位層（中間層）を切り取り面にして、半導体基板と化合物半導体素子層を機械的に分離することによって半導体基板を再度使用する方法も従来から知られている。しかし、この方法では半導体基板の表面に損傷が残るため、表面加工による平坦化や清浄化が必要となる。
【０００５】
最も一般的な半導体基板の再利用方法として、半導体基板の表面に選択エッチングできる中間層を形成した後、化合物半導体素子層をエピタキシャル成長させて、中間層をエッチング除去することで半導体基板と化合物半導体素子層とを化学処理により分離する方法も、半導体基板を再度使用する技術として知られている。しかし、この方法では、半導体基板の表面に化学変化による変質層が残るため、やはり表面加工による平坦化、清浄化が必要となる。
【０００６】
その後、たとえば特開２００６−８０３０５号公報（特許文献１）では、半導体基板と化合物半導体素子層との間に、半導体基板側から順に半導体基板の材料とは異なる材料からなる基板保護層を形成し、次に半導体基板と化合物半導体素子層とを分離可能な中間層を積層することで、中間層を除去して半導体基板を除去後に、基板保護層をエッチングで除去することだけで、半導体基板を再利用できることが示された。
【０００７】
しかし、高効率多接合型化合物半導体太陽電池の場合、化合物半導体素子層自体に塩酸系溶液でエッチング可能なＩｎＧａＰなどを用いており、中間層に塩酸系溶液でエッチング可能なＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰを用いると、化合物半導体素子層自体をエッチングするので好ましくない。そこで一般的にはフッ酸系溶液でエッチング可能なＡｌＡｓ系を中間層に使用している。しかし、ＡｌＡｓはＧａＡｓ基板と完全に格子整合できないので、特に長辺が１００ｍｍ以上の大面積の基板を用いて成長する場合に太陽電池特性が低下することが課題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−８０３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ＧａＡｓ基板、特に長辺が１００ｍｍ以上のＧａＡｓ基板に、基板保護層、フッ素系エッチング液で選択エッチング可能な中間層を介して高効率多接合型化合物半導体太陽電池をエピタキシャル成長させる場合に、基板保護層の格子定数を調整してＡｌＡｓ中間層の格子とのズレを補完することで、太陽電池特性を向上することができる化合物半導体素子エピタキシャル成長基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長によって化合物半導体素子層が形成された化合物半導体素子エピタキシャル成長基板であって、ＧａＡｓ基板と、当該ＧａＡｓ基板上に順次形成された化合物半導体素子層との間に、ＧａＡｓ基板と異なる材料で形成され、格子定数が５．６３４３Å以上５．６６１０Å以下である基板保護層と、ＧａＡｓ基板と化合物半導体素子層とを分離するためのＡｌＡｓ中間層とがこの順で形成されている化合物半導体素子エピタキシャル成長基板である。
【００１１】
本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板において、前記ＧａＡｓ基板の長辺が１００ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１２】
本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板において、前記基板保護層の厚みが前記ＡｌＡｓ中間層の厚み以上である場合には、前記基板保護層の格子定数は前記ＡｌＡｓ中間層の格子定数と同じであることが好ましく、また、前記基板保護層の厚みが前記ＡｌＡｓ中間層の厚み未満であり、前記基板保護層の格子定数は前記ＡｌＡｓ中間層の格子定数より大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板によれば、長辺が１００ｍｍ以上の大面積のＧａＡｓ基板を用いた場合でも、中間層において化合物半導体素子層を分離した後でも高い特性が維持された化合物半導体太陽電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の好ましい一例の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を模式的に示す図である。
【図２】図１に示した本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を用いて化合物半導体太陽電池を作製する途中の状態を模式的に示す図である。
【図３】図１に示した本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を用いて化合物半導体太陽電池を作製する途中の状態を模式的に示す図である。
【図４】図１に示した本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を用いて化合物半導体太陽電池を作製する途中の状態を模式的に示す図である。
【図５】図１に示した本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を用いて作製された化合物半導体太陽電池５１を模式的に示す断面図である。
【図６】図１に示した本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を用いて作製された化合物半導体太陽電池５１を模式的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の好ましい一例の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を模式的に示す図である。本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１は、図１に示すように、ＧａＡｓ基板２上に基板保護層３、ＡｌＡｓ中間層４および化合物半導体素子層５が順次積層されてなる基本構造を備える。ここで、ＧａＡｓ基板の「上方向」とは、ＧａＡｓ基板の厚み方向一方に沿った方向を指す。
【００１６】
本発明におけるＧａＡｓ基板２は、その厚みに特に制限はないが、１００〜１００００μｍの範囲内であることが好ましく、３００〜１０００μｍの範囲内であることがより好ましい。ＧａＡｓ基板２の厚みが１００μｍ未満である場合、成長中にひずみやすく、ハンドリングの際に割れやすくなる虞があるためであり、またＧａＡｓ基板２の厚みが１００００μｍを超える場合には、ＧａＡｓ基板が重くなってしまいハンドリングが困難となってしまう虞があるためである。
【００１７】
本発明におけるＧａＡｓ基板２は、その大きさについて特に制限されるものではないが、長辺が１００ｍｍ以上であることが好ましい。本発明は、このような大面積のＧａＡｓ基板２でも、高効率な化合物半導体太陽電池を作製することができる。ここで、ＧａＡｓ基板の長辺は、ＧａＡｓ基板の厚み方向に対し垂直な方向に関し、最も長い辺を意味し、また、ＧａＡｓ基板が円形である場合には、その径が長辺となるものとする。
【００１８】
本発明に用いられるＧａＡｓ基板２は、Ｚｎ、Ｓｉ、ｎｏｎドープであってよく、特に限定されない。
【００１９】
本発明における基板保護層３は、ＧａＡｓ基板とは異なる材料で形成され、格子定数が５．６３４３Å以上５．６６１０Å以下であることを特徴とする。基板保護層３の格子定数が５．６３４３Å未満である場合、ならびに、５．６６１０Åを超える場合には、太陽電池特性が低下してしまう。太陽電池の特性が低下してしまう理由としては、結晶性に関係するＶｏｃの低下が大きいことが挙げられ、このような観点から、基板保護層３の格子定数は５．６３４３Å以上５．６５１１Å以下であることが好ましい。
【００２０】
このような基板保護層３の格子定数は、基板保護層３の厚み（「ｔ１」とする）とＡｌＡｓ中間層４の厚み（「ｔ２」とする）」とに関係しており、基板保護層３の厚みがＡｌＡｓ中間層４の厚み以上である（ｔ１≧ｔ２）場合には、基板保護層３の格子定数は、上述した範囲の中でも、ＡｌＡｓ中間層４の格子定数（＝５．６６１０Å）と同じとすることが好ましい。一方、基板保護層３の厚みがＡｌＡｓ中間層４の厚み未満である（ｔ１＜ｔ２）場合には、基板保護層３の格子定数は、上述した範囲の中でも、ＡｌＡｓ中間層４の格子定数よりも大きくすることが好ましい。
【００２１】
本発明における基板保護層３の形成材料としては、ＧａＡｓ基板と異なる材料、たとえばＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰなどから、基板保護層３の格子定数が上述した範囲内となる組成を好適に用いることができる。このような組成として、たとえば、ＩｎＧａＰでは、Ｉｎ0.46Ｇａ0.54Ｐ（格子定数：５．６４２７Å）などが例示される。
【００２２】
本発明において、基板保護層３の厚みは、特に制限はされないが、０．０５〜０．２μｍの範囲内であることが好ましく、０．０５〜０．１μｍの範囲内であることがより好ましい。基板保護層３の厚みが０．０５μｍ未満である場合には、エッチング時に基板を保護することができなくなる傾向にあるためであり、また、基板保護層３の厚みが０．２μｍを超える場合には、本来の目的である基板保護を果たすのに十分であるためである。
【００２３】
本発明における基板保護層３は、エッチングの選択比が８０％以上、より好適には９８％以上の割合でエッチングできるものであることが好ましい。このようなエッチング選択比であることによって、後述するように基板保護層３と化合物半導体素子層５とを分離した後に、ＧａＡｓ基板２上の基板保護層３のみを効率的にエッチング除去することで、平坦、かつ、清浄な表面が保持されたＧａＡｓ基板２を簡便に回収することができ、化合物半導体素子エピタキシャル成長基板の製造に再利用することができる。
【００２４】
基板保護層３と化合物半導体素子層５との間に形成されるＡｌＡｓ中間層４は、ＧａＡｓ基板２と化合物半導体素子層５とを分離するために形成されるものであって、ＧａＡｓ基板２および化合物半導体素子層５をエッチングすることのない液体または気体によってエッチングできる材料であるＡｌＡｓで形成される。エッチングのための液体または気体としては、たとえば、フッ酸系水溶液、塩酸系溶液、硫酸系溶液、アンモニア系水溶液、水酸化カリウム系溶液、塩素系ガス、フッ素系ガスなどが挙げられる。
【００２５】
ＡｌＡｓ中間層４は、その厚みが０．０１〜０．５μｍの範囲内であることが好ましく、０．０１〜０．１μｍの範囲内であることがより好ましい。ＡｌＡｓ中間層４の厚みが０．０１μｍ未満であると、ＧａＡｓ基板上にＡｌＡｓ中間層が形成されていない領域が発生する傾向にあるためであり、また、ＡｌＡｓ中間層４の厚みが０．５μｍを超えると、エッチング量が増加し、エッチング速度が低下する傾向にあるためである。
【００２６】
化合物半導体素子層５は、上記ＡｌＡｓ中間層４上にエピタキシャル成長によって形成される１層以上の層であれば特に制限はなく、用途に応じて従来公知の適宜の材料にて形成することができる。化合物半導体素子層５は、高効率の化合物半導体太陽電池が得られるという点で、裏面電界層、ベース層、エミッタ層、窓層の構造物をトンネル接合を介して二層構造とするのが好ましい。図１に示す例では、化合物半導体素子層５において、ＡｌＡｓ中間層４上に、エッチング停止のためのＩｎＧａＰ層１１を形成し、その上に、ｐ型ＧａＡｓで形成されたコンタクト層１２、ｐ型ＩｎＧａＰで形成されたＢＳＦ（Back Surface Field）層１３、ｐ型ＧａＡｓで形成されたベース層１４、ｎ型ＧａＡｓで形成されたエミッタ層１５およびｎ型ＩｎＧａＰで形成された窓層１６がこの順で、エピタキシャル成長により積層されてなる。図１に示す例では、さらに、前記窓層１６の上に、トンネル接合層１７であるｎ型ＩｎＧａＰ層およびｐ型ＡｌＧａＡｓ層を介して、ｐ型ＩｎＧａＰで形成されたＢＳＦ層１８、ｐ型ＧａＡｓで形成されたベース層１９、ｎ型ＧａＡｓで形成されたエミッタ層２０、ならびに、ｎ型ＩｎＧａＰで形成された窓層２１がこの順で、エピタキシャル成長により積層されてなる。図１に示す例では、前記窓層２１の上に、さらにｎ型ＧａＡｓで形成されたコンタクト層２２がエピタキシャル成長により積層される。各層の厚みは、その機能に応じ、好ましい範囲に適宜選択することができる。勿論、図１に示した化合物半導体素子層５の積層構造はあくまで例示であって、本発明における化合物半導体素子層５はこれに限定されるものではない。
【００２７】
本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１は、上述したようにＧａＡｓ基板２と化合物半導体素子層５との間に、ＧａＡｓ基板２と異なる材料で形成された基板保護層３と、ＧａＡｓ基板２と化合物半導体素子層５とを分離するためのＡｌＡｓ中間層４とを備えるものである。このような本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１によれば、ＡｌＡｓ中間層４において化合物半導体素子層５とＧａＡｓ基板２とを分離させることができ、これにより、分離後のＧａＡｓ基板２上の基板保護層３を除去することで、平坦、かつ、清浄な表面を保持したＧａＡｓ基板２を得ることができる。
【００２８】
上述した構造を備える本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１は、たとえば以下の手順にて製造することができる。
【００２９】
まず、縦型ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置を用い、ＧａＡｓ基板２上に、基板保護層３、ＡｌＡｓ中間層４を順次成長させて積層していく。基板保護層３をＩｎＧａＰで形成する場合、たとえば、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）およびＰＨ3（ホスフィン）を原料に用いることができる。またＡｌＡｓ中間層４の成長には、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＡｓＨ3（アルシン）を原料として用いることができる。
【００３０】
さらに、その上に、化合物半導体素子層５をエピタキシャル成長させる。図１に示した例の積層構造を有する化合物半導体素子層５を形成する場合、ＩｎＧａＰ層１１、コンタクト層１２であるｐ型ＧａＡｓ層、ＢＳＦ層１３であるｐ型ＩｎＧａＰ層、ベース層１４であるｐ型ＧａＡｓ層、エミッタ層１５であるｎ型ＧａＡｓ層、窓層１６であるｎ型ＩｎＧａＰ層が順次エピタキシャル成長により積層される。また、トンネル接合層１７であるＩｎＧａＰ層およびＡｌＧａＡｓ層を介して、ＢＳＦ層１８であるｐ型ＩｎＧａＰ層、ベース層１９であるｐ型ＧａＡｓ層、エミッタ層２０であるｎ型ＧａＡｓ層、窓層２１であるｎ型ＩｎＧａＰ層、コンタクト層２２であるｎ型ＧａＡｓ層がエピタキシャル成長により順次積層される。
【００３１】
化合物半導体素子層５の形成において、ＩｎＧａＰ層の成長には上述と同様にＴＭＩ、ＴＭＧおよびＰＨ3を原料に用いることができ、ＧａＡｓ層の成長にはＴＭＧとＡｓＨ3を原料として用いることができ、また、ＡｌＧａＡｓ層の成長には、ＴＭＡ、ＴＭＧおよびＡｓＨ3を原料に用いることができる。また、たとえば化合物半導体素子層５にＩｎＧａＡｓ層を用いる場合には、ＴＭＩ、ＴＭＧおよびＡｓＨ3を原料に用いることができ、ＡｌＩｎＰ層を用いる場合には、ＴＭＡ、ＴＭＩおよびＰＨ3を原料に用いることができ、また、ＡｌＩｎＧａＡｓ層を用いる場合には、ＴＭＡ、ＴＭＩ、ＴＭＧおよびＡｓＨ3を原料に用いることができる。また、ＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層およびＡｌＩｎＰ層の全ての成長において、ｎ型層形成のための不純物にＳｉＨ4（モノシラン）を用い、ｐ型層形成のための不純物にＤＥＺｎ（ジエチル亜鉛）を用いることができる。また、トンネル接合を形成するＡｌＧａＡｓ層の成長には、ＴＭＩ、ＴＭＧおよびＡｓＨ3を原料に用い、ｐ型不純物として、ＣＢｒ4（四臭化炭素）を用いることができる。
【００３２】
成長温度としては、トンネル接合層以外の層は、６００〜７００℃の範囲内であるのが、少数キャリア寿命を向上させる点で好ましく、トンネル接合層は、５００〜６００℃の範囲内であるのが、不純物の再蒸発を防止し、高濃度にドーピングできる点で好ましい。
【００３３】
図１に示した本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を用いることで、以下のような手順で化合物半導体太陽電池を作製することができる。ここで、図２〜図４は、図１に示した本発明の化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１を用いて化合物半導体太陽電池を作製する途中の状態をそれぞれ模式的に示す図である。
【００３４】
まず、図１に示した化合物半導体素子エピタキシャル成長基板１のｎ型ＧａＡｓで形成されたコンタクト層２２上に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した後、コンタクト層２２の一部をアルカリ水溶液を用いたエッチングにより除去する。その後、残されたコンタクト層２２の表面上に再度フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、抵抗加熱蒸着装置およびＥＢ（Electron Beam）蒸着装置を用いて、たとえばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇの積層体からなる電極層３１を形成する。
【００３５】
次に、メサエッチングパターンを形成した後、アルカリ水溶液および酸溶液を用いてメサエッチングを行なう。そして、ＥＢ蒸着法により、たとえばＴｉＯ2膜（たとえば厚さ５５ｎｍ）およびＡｌ2Ｏ3膜（たとえば厚さ８５ｎｍ）の積層体を形成して反射防止膜３２を形成することで、図２に示す構造を得ることができる。
【００３６】
その後、メサエッチパターンを形成して、酸およびアルカリエッチングを行って、図３に示すようにＡｌＡｓ中間層４を露出させる。
【００３７】
次に、メサエッチング部以外のセル受光面にワックス３３を塗布して、プラスチック板などの支持基板３４を接着して図４のような構造にする。その後、フッ酸溶液に浸してメサエッチング部分からセル下層部のＡｌＡｓ中間層４をエッチング除去することで化合物半導体素子層５とＧａＡｓ基板２とを分離する。その後、裏面のｐ型ＧａＡｓ層上にたとえばＡｕ（たとえば厚さ０．１μｍ）／Ａｇ（たとえば厚さ３μｍ）の積層体からなる金属層３５を形成し、ワックスをとることで、化合物半導体太陽電池５１が作製できる。図５および図６は、このようにして作製された、化合物半導体太陽電池５１の模式図であり、図５は断面図、図６は上面図である。
【００３８】
なお、本明細書において、化合物の化学式において化合物を構成する元素の組成比が記載されておらず、その組成について特に言及されていないものについては、その組成比は特に限定されず、適宜設定することが可能であることを意味している。
【００３９】
また、本明細書において、化合物の化学式において化合物を構成する元素の組成比が記載されている場合でも、本発明はその組成比の構成に限定されるものではない。
【００４０】
以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
＜実験例１＞
まず、ＭＯＣＶＤ法を用い、半導体基板であるｐ型ＧａＡｓ基板２上に、図１に示した層構造を作製した。すなわち、１００ｍｍ径のＧａＡｓ基板２（１Ｅ１９ｃｍ-3、Ｚｎドープ）をＭＯＣＶＤ装置に投入し、まず、基板保護層３であるＩｎ0.46Ｇａ0.54Ｐ層を０．０５μｍ形成し、続いてエッチング分離のためのＡｌＡｓ中間層４を０．０５μｍ形成し、エッチング停止のためにＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐを０．１μｍ形成し、その上に化合物半導体素子層５を順次エピタキシャル成長させた。
【００４２】
成長温度は７００℃として、ＧａＡｓ層の形成には原料としてＴＭＧとＡｓＨ3を用いた。ＡｌＡｓ層の形成にはＴＭＡｌおよびＡｓＨ3を用いた。ＩｎＧａＰ層の形成にはＴＭＩ、ＴＭＧおよびＰＨ3を用いた。全ての成長においてｎ型層形成のための不純物にＳｉＨ4を用い、ｐ型層形成のための不純物にＤＥＺｎを用いた。トンネル接合を形成するＡｌＧａＡｓ層の成長にはＴＭＡｌ、ＴＭＧおよびＡｓＨ3を用い、ｐ型不純物をしてＣＢｒ4を用いた。
【００４３】
エピタキシャル層表面のコンタクト層上にフォトリソグラフィ法によって、電極パターンの窓開けをしたレジストを形成し、抵抗加熱蒸着装置およびＥＢ蒸着装置を用いて、ＡｕＧｅ（１２％）（厚み：０．１μｍ）／Ｎｉ（厚み：０．０２μｍ）／Ａｕ（厚み：０．１μｍ）／Ａｇ（厚み：５μｍ）の積層体からなる電極層を形成し、その後フォトリソグラフィー法にてｎ型ＧａＡｓ層を除去して受光面を露出させた。
【００４４】
次に、ＥＢ蒸着法により、ＴｉＯ2膜（厚み：５５ｎｍ）およびＡｌ2Ｏ3膜（厚み：８５ｎｍ）の積層体を形成して反射防止膜を形成した。
【００４５】
続いて、フォトリソグラフィ法により、メサエッチングパターンの窓開けをしたレジストを形成し、窓開けされた部分のエピタキシャル層を酸溶液およびアルカリ水溶液にてエッチングし、ＡｌＡｓ中間層を露出させた。
【００４６】
次に、メサエッチング部分以外のセル受光面にワックスを塗布して支持基板であるプラスチックを接着させて、図４のように形成した。その後、フッ酸水溶液に投入してメサエッチング部分からＡｌＡｓ中間層４を溶かすことで、化合物半導体素子層５とＧａＡｓ基板２とを分離した。
【００４７】
その後、裏面のｐ型ＧａＡｓ層上にＡｕ（厚み：０．１μｍ）／Ａｇ（厚み：３μｍ）の積層体からなる金属層３５を形成し、ワックスをとることで、図５に示すような化合物半導体太陽電池を１００ｍｍ径のＧａＡｓ基板に２枚作製することができた。
【００４８】
その後、キセノンランプとハロゲンランプを光源とするソーラーシュミレーター測定装置を用いて、太陽電池に１００ｍＷ／ｃｍ2、ＡＭ１．５の光を照射した時の電流−電圧測定を行った。基板保護層のＩｎＧａＰ層の組成をＩｎ0.50Ｇａ0.50Ｐ（格子定数：５．６５９５Å）とした場合、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ（格子定数：５．６５１１Å）とした場合、Ｉｎ0.46Ｇａ0.54Ｐ（格子定数：５．６４２７Å）とした場合、Ｉｎ0.45Ｇａ0.55Ｐ（格子定数：５．６３８５Å）とした場合、Ｉｎ0.44Ｇａ0.56Ｐ（格子定数：５．６３４３Å）とした場合、それぞれの電流電圧測定から得られた太陽電池特性（Ｖoc（開放電圧）、Ｊsc（短絡電流密度）、ＦＦ（曲線因子およびＥｆｆ（変換効率））の比較を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2013183125.tif 000003
【符号の説明】
【００５０】
１  化合物半導体素子エピタキシャル成長基板、２  ＧａＡｓ基板、３  基板保護層、４  ＡｌＡｓ中間層、５  化合物半導体素子層、１１  ＩｎＧａＰ層、１２  コンタクト層、１３  ＢＳＦ層、１４  ベース層、１５  エミッタ層、１６  窓層、１７  トンネル接合層、１８  ＢＳＦ層、１９  ベース層、２０  エミッタ層、２１  窓層、２２  コンタクト層、３１  電極層、３２  反射防止膜、３３  ワックス、３４  支持基板、３５  金属層、５１  化合物半導体太陽電池。
【図１】
2013183125.tif 000004
【図２】
2013183125.tif 000005
【図３】
2013183125.tif 000006
【図４】
2013183125.tif 000007
【図５】
2013183125.tif 000008
【図６】
2013183125.tif 000009